Изменчивости подвержены любые особенности организма, будь то морфологические, физиологические или биохимические признаки. Она может затрагивать как количественные (метрические) признаки (например, число пальцев, позвонков, массу и размеры тела), так и качественные (например, цвет глаз, окраску кожных покровов).
Изменчивость — свойство организмов изменять свою морфофизиологическую организацию, обусловливающее разнообразие индивидов, популяций, рас и т.д. Изменчивость присуща всем организмам и наблюдается даже у генетически близкородственных особей, имеющих сходные или общие условия жизни и развития, например у близнецов, членов одной семьи, штаммов микроорганизмов и вегетативно размножающихся организмов. Измененные формы индивидов, популяции, расы и т.д. называют вариантами. Факторами, уменьшающими степень изменчивости, являются в основном естественный отбор и случайные воздействия. Основным положением генетики является тезис о том, что фенотип (внешние признаки) представляет собой результат взаимодействия между генотипом и средой. Генотип определяет число фенотипов, способных образоваться в различных условиях окружающей среды. В основе изменчивости лежат либо изменение реакции генотипа на факторы окружающей среды, либо изменение самого генотипа в результате мутаций генов и (или) хромосом или их рекомбинации. Диапазон проявлений генотипа в зависимости от условий окружающей среды называют наследственной нормой реакции.
Различают наследственную (генотипическую) и ненаследственную (модификационную) изменчивость.
К наследственной изменчивости относят такие изменения признаков организма, которые определяются генотипом и сохраняются в ряду поколений. Наследственная изменчивость слагается из мутационной и комбинативной изменчивости.
Сущность комбинативной изменчивости состоит в том, что при слиянии двух гамет, отличающихся друг от друга по составу генов, образуются новые комбинации генов, которых не было у родителей. Различные сочетания генов в генотипе гибридных поколений приводят к появлению у них новых фенотипов. Вот почему дети почти никогда не повторяют отца или мать, каждый ребенок генетически уникален, так как он получил свой генотип из комбинации генов обоих родителей. Первый и важнейший источник — независимое расхождение гомологичных хромосом в мейозе I. Рекомбинация генов, основанная на явлении перекреста хромосом,— второй источник комбинативной изменчивости. Третий источник — случайное сочетание гамет при оплодотворении; четвертый — взаимодействие генов.
Наследственность и изменчивость
... факторов внешней среды. Эта изменчивость не затрагивает наследственную основу организма, т.е. его генотип. Но существует еще наследственная изменчивость, связанная с изменением генов или целых хромосом и их ... более признаков. В основе всех видов наследственной изменчивости лежит изменение гена или совокупности генов. Поэтому, проводя отбор по одному, нужному признаку, следует учитывать возможность ...
Ненаследственная изменчивость. Если у гималайского кролика на спине удалить белую шерсть и поместить его в холод, на этом месте вырастет черная шерсть. Если черную шерсть удалить и наложить теплую повязку, вырастет белая шерсть. При выращивании гималайского кролика при температуре 30″С вся шерсть у него будет белая. У потомства двух таких белых кроликов, выращенного в нормальных условиях, появится «гималайская» окраска- Такая изменчивость признаков, вызванная действием внешней среды и не передающаяся ко наследству, называется модификационной.
Модификационная изменчивость не затрагивает наследственную основу организма, его генотип и поэтому но передастся от родителей потомству.
Еще одна особенность модификационной изменчивости — её групповой характер. Определенный фактор внешней среды вызывает сходное изменение признаков у всех особей данного вида, породы или сорта: под воздействием ультрафиолетовых лучей все люди загорают, все растения белокочанной капусты в жарких странах не образуют кочана. При этом, в отличие от мутаций, модификации направленны, имеют приспособительное значение, происходят закономерно, их можно предсказать. Если листья на деревьях уже распустились, а ночью были заморозки, то утром листья у деревьев примут красноватый оттенок. Если мышей, которые жили на равнинах вблизи гор, переселить в горы, то у них повысится содержание гемоглобина в крови.
Благодаря возникновению модификаций особи непосредственно (адекватно) реагируют на изменение условий среды и лучше приспосабливаются к ней, что дает возможность выжить и оставить потомство.
Модификационная (фенотипическая) изменчивость — изменения в организме, связанные с изменением фенотипа вследствие влияния окружающей среды и носящие, в большинстве случаев, адаптивный характер. Генотип при этом не изменяется. В целом современное понятие «адаптивные модификации» соответствует понятию «определенной изменчивости», которое ввел в науку Чарльз Дарвин.
Модификационная изменчивость детерминируется генотипом. Модификации не передаются по наследству и бывают сезонные и экологические.
Сезонные модификации — генетически детерминированная смена признаков в результате сезонных изменений климатических условий.
Экологические модификации — адаптивные изменения фенотипа в ответ на изменение условий внешней среды. Фенотипически они проявляются в степени выраженности признака. Экологические модификации затрагивают количественные (масса животных, потомство) и качественные (цвет кожи у человека под влиянием УФ-лучей) признаки. Свойства модификаций:
1. Модификации не передаются по наследству;
2. Возникают постепенно, имеют переходные формы;
3. Модификации — изменения количественные; они образуют непрерывные ряды и группируются вокруг среднего значения;
Наследственность и изменчивость (2)
... воздействие факторов внешней среды) и неопределённой (также возникающей под влиянием внешних факторов, но не имеющей приспособительного характера). Материалом эволюции может служить только неопределённая (наследственная) изменчивость, основанная, на мутациях ...
4. Возникают направленно – под влиянием одного и того же фактора среды группа организмов изменяется сходным образом;
5. Приспособительный (адаптивный) характер имеют все наиболее распространенные модификации.
6. Экологические модификации обратимы и со сменой поколений при условии изменения внешней среды могут не проявляться (колебания удоев молока, смена количества эритроцитов и лейкоцитов при заболеваниях или изменениях условий обитания).
7. Модификации носят адекватный характер, т.е. степень выраженности признака находится в прямой зависимости от вида и продолжительности действия фактора. Так, улучшение условий содержания скота вызывает увеличение массы животных.
8. Одним из основных свойств модификаций является их массовость — один и тот же фактор вызывает одинаковое изменение особей, сходных генотипически. Предел и степень выраженности модификаций контролируется генотипом (пример с однояйцовыми близнецами).
9. Модификации обладают разной степенью стойкости: длительные и кратковременные. Так, загар у человека проходит по окончании действия инсоляции. Другие модификации, возникшие на ранних стадиях развития могут сохраняться в течение всей жизни (кривоногость после рахита).
Норма реакции — предел изменчивости признака, который обусловлен генотипом. Наследуется не признак, а норма реакции. Она бывает широкой, т. е. изменяется в большом диапазоне, и узкой. Например, широкой нормой реакции обладают такие признаки у человека, как масса тела, цвет волос; у коров — масса тела, количество молока. Узкая норма реакции характерна для следующих признаков: рост человека, цвет глаз; у коров — жирность молока; длина шерсти у овец. Чем шире норма реакций, тем пластичнее признак, что приводит к увеличению вероятности выживания вида в изменяющихся условиях.
Мутационной называется изменчивость самого генотипа. Мутации — это внезапные наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.
Мутации — это случайно возникшие стойкие изменения генотипа, затрагивающие целые хромосомы, их части или отдельные гены. Мутации могут быть крупными, хорошо заметными, например отсутствие пигмента (альбинизм), отсутствие оперения у кур, коротконогость и др. Однако чаще всего мутационные изменения — это мелкие, едва заметные уклонения от нормы.
Геномные мутации. Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом. Например, у растений довольно часто обнаруживается явление полиплоидии — кратного изменения числа хромосом. У полиплоидных организмов гаплоидный набор хромосом п в клетках повторяется не 2, как у диплоидов, а значительно большее число раз. Полиплоидия — следствие нарушения хода митоза или мейоза: при разрушении веретена деления удвоившиеся хромосомы не расходятся, а остаются внутри неразделиашейся клетки. В результате возникают гаметы числом хромосом 2п. При слиянии такой гаметы с нормальной (п) потомок будет иметь тройной набор хромосом.
Хромосомные мутации. Хромосомные мутации — это перестройки хромосом. Участки хромосом могут изменить свое положение, потеряться или удвоиться. Проиллюстрируем основные типы хромосомных мутаций:
Генные мутации. Генные, или точковые, мутации связаны с изменением состава или последовательности нуклеотидов в пределах участка ДНК—гена. Нуклеотид внутри гена может быть заменен на другой или потерян, может быть вставлен лишний нуклеотид и т. д. Генные мутации могут привести к тому, что мутантный ген либо перестанет работать и тогда не образуются соответствующие и-РНК и белок, либо синтезируется белок с измененными свойствами, что приводит к изменению фенотипических признаков особи. Вследствие генных мутаций образуются новые аллели, что имеет большое эволюционное значение.
По предмету: «Общая патология и тератология» : «Общие реакции ...
... изменения метаболизма и функций направлены на борьбу со стрессовым фактором и устранение возникающих повреждений. В большинстве случаев организм справляется с действием стрессорного фактора, реакция тревоги исчезает, возникшие повреждения ... гипергликемической комы характерно постепенное развитие. Вначале наблюдается нарастающая общая слабость, острая головная боль, сильная жажда, возможна рвота. ...
Генеративные и соматические мутации. Генеративные мутации возникают в половых клетках, но не влияют на признаки данного организма, а проявляются только в следующем поколении. Если изменяются гены в соматических клетках, то мутации проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении. Однако при бесполом размножении, если организм развивается из клетки или группы клеток, имеющих мутировавший ген, мутации могут передаваться потомству. Такие мутации называются соматическими.
Оба вида изменчивости повышают, понижают или не изменяют жизнеспособность и возможности приспособленности для организма.
Практическое использование закономерностей модификационной изменчивости имеет большое значение в растениеводстве и животноводстве, так как позволяет предвидеть и заранее планировать максимальное использование возможностей каждого сорта растений и породы животных (например, индивидуальные показатели достаточного количества света для каждого растения).
Создание заведомо известных оптимальных условий для реализации генотипа обеспечивает их высокую продуктивность.
Также это позволяет целесообразно использовать врожденные способности ребенка и развивать их с детства — в этом состоит задача психологов и педагогов, которые еще в школьном возрасте пытаются определить склонности детей и их способности к той или иной профессиональной деятельности, увеличивая в пределах нормы реакции уровень реализации генетически детерминированных способностей детей. Примеры модификационной изменчивости у человека:
· увеличение уровня эритроцитов при подъеме в горы
· увеличение пигментации кожи при интенсивном воздействии ультрафиолетовых лучей
· развитие костно-мышечной системы в результате тренировок
· шрамы (пример морфоза).
Изменчивость — разнообразие признаков среди представителей данного вида, а также свойство потомков приобретать отличия от родительских форм.
Наследственная, или генотипическая, изменчивость обусловлена изменениями в генетическом материале (генотипе), которые передаются из поколения в поколение. Изменения в генотипе могут быть вызваны мутациями – изменениями в структуре генов и хромосом или изменениями числа хромосом в хромосомном наборе.
Ненаследственная, или модификационная, изменчивость – способность организмов изменяться под действием различных факторов окружающей среды (температуры, влажности и т. п.).
1. Тегако Л., Марфина О., Скриган Г., Емельянчик О. Динамика адаптивной изменчивости населения Беларуси:
- Беларуская Навука; 2013 г., 304 стр.
2. Филипченко Ю. Изменчивость и методы ее изучения:
- Либроком; 2012 г., 232 стр.
3. Филипченко Ю.А. Изменчивость и наследственность черепа у млекопитающих. Том 1:
- Книга по Требованию; 2012 г., 97 стр.
